CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ SINH HỌC
2.3.2 Màng lọc MBR
MBR là viết tắt cụm từ Membrane Bio Reactor (bể lọc sinh học bằng màng) có thể định nghĩa tổng quát là hệ thống xử lý vi sinh của nước thải bằng cơng nghệ lọc màng. Cơng nghệ MBR có 2 hệ thống là màng đặt ngập trong bể phản ứng (iMBR) và màng đặt ngồi (sMBR). Ứng với nó là hai dạng điều khiển thuỷ lực: bơm và nén khí. Cấu hình và dạng chuyển động của chất lỏng trong bể phản ứng nào được sử dụng thông thường phụ thuộc vào quá trình tách sinh khối.
Kiểu đặt ngập màng MBR vào trong bể MBR hoạt động bằng cách hút hoặc dùng áp lực. Tuy nhiên nếu các mốc ứng dụng trong và ngồi nước thì ta có thể nhận thấy MBR kiểu đặt ngập màng trong nước được sử dụng chủ yếu trong nước, chủ yếu áp dụng kỹ thuật xử lý nitơ và hạn chế ô nhiễm màng (Membrane Fouling).
Kiểu đặt ngoài: màng MBR hoạt động theo nguyên tắc tuần hoàn lại bể phản ứng ở áp suất cao... Nước rỉ rác đi vào bể, chạy qua dịng tuần hồn với 5 bước lọc, các chất cần tách sẽ được giữ lại, nước thải sau xử lý sẽ được xả ra ngoài. Được biết, hiệu suất của việc lọc nitơ và ammonia theo phương pháp này lên đến 85%.
Hình 2.8 Màng MBR.
Màng được định ngha như một lớp film phân tách mỏng của hai hoặc nhiều thành phần của dòng chất lỏng, trong đồ án này sẽ giới thiệu đến phương pháp lọc màng bằng các modun sợi lọc được cấu tạo từ vật liệu polyvinylidene fluoride (PVDF), bể màng MBR được tách riêng ngoài bể sinh học Aerotank.
MBR là kỹ thuật xử lý nước thải kết hợp quá trình dùng màng với hệ thống bể
sinh học hiếu khí, MBR là q trình cãi tiến của phương pháp xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính, mà trong đó bể màng MBR đóng vai trị như một bể lắng bậc 2.
Tiền xử lý: có tác dụng như lưới lọc, song chắn rác.
Xử lý bậc 1: khử chất hữu cơ, N, P.
Xử lý bậc 2: phân tách hai pha lỏng và pha rắn khi qua màng.
Hệ thống lọc màng MBR gồm khung màng, các tấm màng. Tùy theo lưu lượng nước thải cần xử lý mà bể màng cùng với hệ thống các tấm màng được thiết kế với diện tích phù hợp mang lại hiệu quả xử lý nước thải tốt nhất.
Nguyên tắc hoạt động: sau khi xử lý sơ bộ nước thải sẽ đưa vào bể sinh học hiếu khí
có sử dụng màng lọc MBR tại đây nước thải sẽ thấm xuyên qua sợi màng từ các lỗ mao dẫn có kích thước từ 0,2 - 0,4 micromet. Màng chỉ cho nước sạch đi qua còn các chất lơ lửng, hữu cơ, vi sinh sẽ được giữ lại trên bề mặt màng. Nước sạch sẽ được đưa ra ngoài theo hệ thống ống thu nước từ các tấm màng bằng bơm hút màng. Lượng bùn trong bể màng sẽ được tuần hoàn về bể sinh học phía trước để đảm bảo sinh khối và định kỳ hút bùn dư ra bể chứa bùn.
Sau thời gian hoạt động, màng sẽ bị nghẹt và dấu hiệu nhận biết là áp lực hút tăng lên từ 25 - 30 kg/cm3, lúc này tiến hành quá trình rửa màng bằng phương pháp rửa ngược bằng Javen và kết hợp thổi khí. Sau thời gian hoạt động từ 3 - 6 tháng, tiến hành rửa màng định kỳ nhằm loại bỏ lớp bùn bám bên ngoài sợi màng cũng như hoàn nguyên sợi màng về trạng thái ban đầu.
Ưu điểm và nhược điểm hệ thống lọc màng MBR
Ưu điểm hệ thống MBR:
Sự ỗn định của chất lượng nước đầu ra
Nước sau xử lý của màng sinh học MBR chất lượng và được diệt một số loại vi khuẩn có kích thước lớn hơn 0,4 micromet, có thể thải bỏ ngay hoặc tái sử dụng cho các tòa nhà hay hệ thống cấp nước.
Chất lượng nước đầu ra khơng cịn vi khuẩn và mầm bệnh.
Thế kế phù hợp với các hệ thống đòi hỏi chất lượng nước đầu ra luôn ổn định.
Thời gian lưu bùn lớn và đảm bảo sinh khối không mất đi trong quá trình xử lý nước thải tăng thời gian lưu bùn, giúp tăng hiệu quá xử lý sinh học lên 10% - 30%.
Nhược điểm của màng MBR
Hiện nay chi phí đầu tư cơng nghệ màng cịn khá cao vì các tấm màng chủ yếu được nhập khẩu từ nước ngồi như Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc.
Kích thước các lỗ lọc trên sợi màng rất nhỏ dẫn đến hiện tượng nghẹt màng nên sẽ mất thời gian rửa ngược để sợi màng có thể tiếp tục hoạt động. Định kỳ sau một thời gian lọc màng sẽ phải tiến hành rửa màng bằng hóa chất để hồn ngun tấm màng việc này sẽ gây tốn hóa chất và trong thời gian rửa màng này nước thải không được xử lý sẽ
phải chứa trong các bể phía trước bể màng nên khi tính tốn thiết kế cần lưu ý đến vấn đề này để khi vận hành đạt kết quả tốt nhất.
Yêu cầu người vận hành hệ thống phải nắm bắt kỹ thuật lọc màng và hiểu biết về các nguyên tắc hoạt động của thiết bị để tránh gây hư hỏng khung màng.
2.3.3 Bể SBR
Bể SBR là một dạng bể Aerotank, phát triển trên cơ sở xử lý bùn hoạt tính, vận hành theo từng mẻ liên tục và kiểm soát được theo thời gian có ưu điểm là khử được các họp chất chứa nitơ, photpho khi vận hành đúng các quy trình hiếu khí, thiếu khí và yếm khí. Do hoạt động gián đoạn nên số ngăn tối thiếu của bể là 2.
Bể sinh học làm việc theo từng mẻ kế tiếp được thực hiện theo 5 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Đưa nước thải vào bể. Nước thải đã qua song chắn rán và bể lắng cát,
tách dầu mỡ, tự chảy hoặc bơm vào bể đến định mức.
Giai đoạn 2: Tạo phản ứng sinh hóa giữa nước thải và bùn hoạt tính bằng sục khí
hay làm thống bề mặt để caaos oxy vào nước và khuấy trộn đều hỗn hợp. Thời gian làm thoáng phụ thuộc vào chất lượng nước thải, yêu cầu về mức độ xử lý.
Giai đoạn 3: Lắng trong nước. Quá trình diễn ra trong môi trường tĩnh, hiệu quả thủy
lực của bể đạt 100%. Thời gian trong và cô đặc bùn thường kết thúc sớm hơn 2 giờ.
Giai đoạn 4: Tháo nước đã được lắng trong ở phần trên của bể ra nguồn tiếp nhận. Giai đoạn 5: Chờ đợi để nạp mẻ mới, thời gian chờ đợi phụ thuộc vào thời gian vận
hành 4 quy trình trên và số lượng bể, thứ tự nào nước nguồn vào bể.
+ Tiết kiệm năng lượng. + Giảm chi phí.
Khuyết điểm:
+ Bão trì bão dưỡng khó khăn. + Hệ thống dễ bị tắc nghẽn do bùn.